Keskeiset osat ja valintakriteerit

Pneumaattisen monitoimilaitteen suunnittelu alkaa oikeiden osien valinnasta. Jokainen elementti on koottava ja määriteltävä siten, että se kestää samanaikaisesti tai peräkkäin toimivien useiden toimilaitteiden yhdistetyn tarpeen.

Toimilaitteet: Lineaariset, pyörivät ja gripperit

Lineaariset sylinterit ovat yleisimpiä, saatavilla yksitoimisissa, kaksitoimisissa ja sauvoittoisissa malleissa. Kiertotyötehtäviin pyörittävät toimilaitteet tarjoavat rajoitetun kulman tai jatkuvan pyörimisen. Pneumaattiset tarttujat käsittelevät osan poiminta- ja paikkatoimintoja. Valinta riippuu kuormasta, iskusta, nopeudesta ja ympäristötekijöistä. Insinöörien on laskettava voima käyttäen kaavaa ]Force = paine × Piston Area, jossa otetaan huomioon kitka ja kuormituksen vaihtelut.

Venttiilit: Suunnansäätö- ja virtausasetus

Solenoidiventtiilit ovat työhevosia, joita on saatavana 4/2, 5/2 ja 5/3 kokoonpanoissa. Suhteelliset venttiilit tarjoavat hienosäätöä, kun taas virtauksen säätöventtiilit hallitsevat nopeutta. Monitoimijärjestelmien osalta monitoimiventtiilit vähentävät putkiston monimutkaisuutta. Valssiston koon (Cv tai Kv) on vastattava kokonaisvirrantarpeesta.

Anturit ja palaute

Magneettinen ruokokytkin tai sylinterien solid-state-anturit tarjoavat iskunpään signaaleja. Paineanturit ja virtausmittarit mahdollistavat kehittyneen diagnostiikan. Koordinoidussa liikkeessä, koodaripohjaisissa järjestelmissä tai pneumaattisessa paikannussylinterissä integroiduilla sensoreilla varmistetaan toistettavuus.

Valvojat ja viestintä

Ohjelmoitavat logiikkaohjaimet (PLC) ovat standardi, usein kommunikoivat kentän bussin (Profibus, EtherNet/IP) tai IO-Linkin kautta. Ohjain suorittaa logiikkaa, joka sekvensoi venttiilit ja synkronoi toimilaitteet. Ohjaimen valinta riittävän syötteen/tuotoksen kanssa ja käsittelynopeus on ratkaisevan tärkeää monimutkaisille tehtäville, joissa on tiukat ajoitusvaatimukset.

Ilman valmisteluyksiköt (FRL)

Paineilma on oltava puhdasta, kuivaa ja voideltua. Suodatin-Säätelijä-voiteluaine (FRL) kokoonpanot kunnostavat ilman. Monitoimijärjestelmissä järjestelmän syötön tärkein FRL on välttämätön, ja mahdolliset toissijaiset yksiköt oksille. Oikea valinta estää saastumisen ja varmistaa tasaisen ilmanlaadun kaikissa laitteissa.

Koordinoinnin ja valvonnan suunnittelu

Kompleksiset automaatiotehtävät edellyttävät toimijoilta yhteistyötä. Tämä vaatii harkittua ohjausarkkitehtuuria ja ohjelmointia.

Synkronoitu esitys

Monisylinterien todellinen synkronointi saavutetaan mekaanisella kytkimellä tai elektronisella ohjauksella käyttäen suhteellista venttiiliä ja kantapalautetta. Esimerkiksi raskaan alustan nostaminen neljällä sylinterillä edellyttää samanaikaista laajentamista, jotta vältetään sitominen. Suljettu silmukkaohjaus liikeohjaimilla voi synkronoida useita akseleita millisekuntien sisällä. Master-orjan tai vaihdealgoritmien käyttö PLC:n kautta voi koordinoida velocities-toimintoja.

Sekvensointi ja lukitus

Sekventiaaliset toiminnot.esim., clamp, sitten porata, sitten sisäänvedä. hallitaan askellogia tikapuut kaavio tai jäsennelty teksti. Lukot estää seuraavan vaiheen kunnes ehdot täyttyvät (anturi vahvistettu, paine vakaa). Valtion koneen suunnittelu auttaa hallitsemaan monimutkaisia sekvenssejä useita rinnakkaisia haaroja.Yritä ajastimet ja laskurit adaptiivisia viiveitä.

Adaptiivinen ohjaus ja diagnostiikka

Nykyaikaiset järjestelmät voivat sopeutua muunnelmiin: säätämällä nopeutta osittain koon tai kompensoimalla paineenlaskuja. Tämä saavutetaan käyttämällä suhteellisia venttiilejä ja anturin palautetta ja saavuttamalla aikataulu. Auton valvonta seuraa sykliaikoja, painetrendejä ja venttiilin liikkeitä. Ennustushuolto tulee mahdolliseksi, mikä vähentää suunnittelematonta seisokkiaikaa.

Pneumaattisen piirin suunnitteluperusteet

Putken, manifoldsin ja liittimien fyysinen ulkoasu vaikuttaa suoraan suorituskykyyn. Huonosti suunniteltu piiri johtaa paineen pudotuksiin, hitaaseen vasteeseen ja energiahäviöön.

Piping ja tubing size

Putkien sisähalkaisijan on oltava riittävän suuri, jotta kaikki toimilaitteet voidaan toimittaa ilman liiallista paineen pudotusta. Nyrkkisääntö: Pidä ilman nopeus alle 10 m/s oksissa ja 6 m/s verkossa. Käytä kuparia tai alumiinia kova putkistoissa pääjohdoissa; joustava polyuretaani- tai nailonputket loppuliitoksissa. Nopealiitokset yksinkertaistavat huoltoa, mutta rajoittavat. Laske koko vastaava pituus huomioiden liitokset ja mutkat.

Käsintaitettavat ja alapohjat

Manifold lohkot konsolid useita venttiilit kompakti kokoonpano, vähentää putkistoa ja parantaa vasteaikaa. Ala-pohja levyt mahdollistavat helpon vaihdon venttiilin patruunat. Varmista, että monitoiminen syöttöportit ovat kooltaan käsitellä kokonaisvirtaa. Omistetut pakokaasupolut auttavat äänenvaimennus ja puhtaus.

Virtauksen ja paineen laskeminen

Jokainen toimilaite kuluttaa syklin aikana ilmamäärän. Yhdistä yksilölliset kulutusluvut kompressorin ja pääsyöttöjohdon koon mukaan. Jatkuvassa käytössä käytetään standardivirtausyhtälöitä (esim. Q = V × n], jossa Q on virtausnopeus, V on tilavuus sykliä kohti, n on sykliä kohti minuutissa. Tämän jälkeen verrataan venttiilin virtauskerrointa Cv. Järjestelmän paine 6.07 bar on tyypillinen, mutta pienemmät paineet voivat riittää kevyempiin tehtäviin, mikä säästää energiaa. Norgren...]Norgren...

Yhteisiin haasteisiin vastaaminen

Hyvin suunnitellutkin järjestelmät kohtaavat ongelmia. Ennalta ehkäisevä suunnittelu lieventää eniten.

Ilmapaineen johdonmukaisuus

Kun useita toimilaitteita siirtyy samanaikaisesti, alavirtaan paine voi kastautua. Ratkaisut: käytä suurempaa ilmanvastaanotinta, lisää siiman halkaisijaa tai sekvensoi toimilaitteet huippuvaatimusten välttämiseksi. Paineensäätimet kullakin haaralla takaavat paikallisen vakauden.

Vuodon havaitseminen

Vuotaa jäteenergiaa ja heikentää suorituskykyä. Toteuta rutiini ultraäänitarkastus tai asentaa virtausmittarit päälinjoille seurata kulutussuuntauksia. Suurille verkostoille, vyöhyke kerrallaan seuranta auttaa paikantamaan ongelma-alueita. Käytä kierteitettyjä tiiviste tai O-rengas liittimet minimoida yhteisiä vuotoja.

Osa-alue Pukeutuminen ja kunnossapito

Säikeiden kuluminen ajan mittaan. Aikataulun ehkäisevä korvaaminen syklin mukaan. Käytä korkealaatuisia sylinterit voideltuja tiivisteitä pidempään. Kuivatuskuivaimet ja hiilisuodattimet pidentää komponentin elinikää poistamalla kosteutta ja öljyaerosoleja.

Turvallisuus ja energiatehokkuus

Pneumaattiset järjestelmät ovat luonnostaan turvallisempia kuin sähköt ankarissa ympäristöissä, mutta vaativat silti suojatoimia.

Turvallisuusnäkökohdat

Lukitse/tagotat-menetelmät takaavat nollaenergiaa kunnossapidon aikana. Pakoventtiilien tulisi tuulettaa loukkuun jäänyttä ilmaa nopeasti. Monitoimijärjestelmissä loukkuun jäänyt paine voi aiheuttaa vahinkoa. Käytä nopeita pakoventtiiliä ja yksipisteistä energianeristystä. Hätäpysäytyspiirien on katkaistava virta venttiileihin ja tuuletettava kaikki sylinterit turvalliseen tilaan.

Energiatehokkuus

Paineilma on kallista. Minimoi kulutus:

  • Paikallisen paineen säätelyn avulla vähennetään paineita mahdollisuuksien mukaan.
  • Määritellään sylinterit, joissa on pienemmät porausreiät, kun kuormat on annettu.
  • Virtauksen säätöventtiilien asentaminen hidastaa liikkeitä ja vähentää kysyntää.
  • Pakoilman energia takaisin energiaa säästävillä venttiileillä (Festo.s MSE6-C2M-järjestelmä).

Hyvin viritetty järjestelmä voi vähentää ilmankulutusta 30 prosenttia tai enemmän.

Esimerkkejä reaalimaailman sovelluksista

Monitoimilaite pneumaattisia järjestelmiä ilmestyy eri toimialoilla. Pakkauksissa lentävä kuljetin käyttää useita sylinterit kotelon pystytys, tuotteen lastaus, ja kotelon tiivistys. Kaikki sekvensoitu PLC. Robotti pick-and-place, suojaputki kolme pneumaattista akselia tarjoaa kustannustehokkaalla liike kevyet hyötykuormat. Automatisoitua kokoonpano, synkronoitu kiinnittimet ja puristimet insert komponentit korkea toistettavuus.

Sovellussuunnitteluun sukeltamista varten [ISO 1219-1 -standardi kattaa paineilmapiirien graafiset symbolit, jotka auttavat insinööriä viestimään suunnitelmista selkeästi.

Päätelmä

Suunnittelu pneumaattisia monitoimilaitteita monimutkaisia automaatio vaatii tiukkaa komponenttien valinta, huolellinen piirisuunnittelu, ja harkittu ohjaus ohjelmointi. Puuttumalla ilman valmistelu, synkronointi, ja diagnostiikka, insinöörit rakentaa järjestelmiä, jotka tuottavat luotettavaa, tehokasta ja mukautuva suorituskyky. Investoiminen oikeaan mitoitus ja moderni valvonta tekniikoita maksaa osinkoja tuottavuutta ja alhaisemmat kokonaiskustannukset omistajuuden.